一種銅鋅復(fù)合板帶的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種銅鋅復(fù)合板帶的制備方法，包括下列步驟：1）將鋅錠去除表面雜質(zhì)后，在420～480℃條件下進(jìn)行熔煉，形成鋅液；2）將步驟1）所得鋅液制成半固態(tài)的漿料；3）將步驟2）所得漿料澆注在預(yù)熱后的銅板上，軋制拉出，即得。本發(fā)明的銅鋅復(fù)合板帶的制備方法，將鋅液先制成半固態(tài)的漿料，再與固態(tài)銅在壓力條件下冶金復(fù)合，形成的結(jié)合界面層比較薄，厚度低于10μm；解決了直接將鋅液與銅板進(jìn)行復(fù)合時(shí)造成的結(jié)合界面層較厚、復(fù)合板強(qiáng)度低的問題，明顯改善了銅鋅復(fù)合板帶的冶金結(jié)合質(zhì)量，有效提高銅鋅復(fù)合板帶的強(qiáng)度，并且實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。
【專利說明】一種銅鋅復(fù)合板帶的制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合板材【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種銅鋅復(fù)合板帶的制備方法。【背景技術(shù)】[0002]雙(多)層金屬復(fù)合材料是利用復(fù)合技術(shù)使兩種或兩種以上物理、化學(xué)、力學(xué)性能 不同的金屬在界面上實(shí)現(xiàn)牢固的冶金結(jié)合而制備的一種新型材料，該復(fù)合材料既能保持各 層材料原有的性能特征，又使其物理、化學(xué)、力學(xué)性能比單一材料更加優(yōu)越，提高材料的綜 合性能。復(fù)合板、帶的軋制方法有熱軋復(fù)合法、冷軋復(fù)合法、粉末軋制復(fù)合法、異步軋制復(fù)合 法、包覆軋制法、爆炸復(fù)合法等，這些方法因其成材率低、生產(chǎn)工序長、復(fù)合質(zhì)量不穩(wěn)定、成 品卷徑小等問題，使復(fù)合金屬板帶的生產(chǎn)成本居高不下，制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。[0003]鋅及鋅合金的力學(xué)性能與銅帶相近，且鋅資源豐富，較銅價(jià)格低，以鋅代銅成為近 年來研究的熱點(diǎn)。目前國內(nèi)外對銅鋅復(fù)合板帶研究的較少，且主要制備方法主要有軋制復(fù) 合、爆炸復(fù)合、擴(kuò)散焊接復(fù)合等固-固復(fù)合法。如專利CN102145447B公開了一種鋅銅復(fù)合 帶材的制備方法，是將制備好的黃銅帶和鋅帶軋制復(fù)合，制備的鋅銅復(fù)合帶材具有適用的 力學(xué)性能，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的黃銅H68、H65的使用，大幅度降低成本；但是該方法形成的結(jié)合 強(qiáng)度不足，影響復(fù)合板帶的力學(xué)性能，并且存在工藝流程長、操作復(fù)雜、生產(chǎn)環(huán)境差等問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種銅鋅復(fù)合板帶的制備方法，解決了直接將鋅板與銅板進(jìn) 行復(fù)合時(shí)造成的結(jié)合強(qiáng)度不足造成的復(fù)合板強(qiáng)度低的問題。[0005]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種銅鋅復(fù)合板帶的制備方法， 包括下列步驟:[0006]I)將鋅錠去除表面雜質(zhì)后，在420?480°C條件下進(jìn)行熔煉，形成鋅液；[0007]2)將步驟I)所得鋅液制成半固態(tài)的漿料；[0008]3)將步驟2)所得漿料澆注在預(yù)熱后的銅板上，軋制拉出，即得。[0009]步驟3)中所述預(yù)熱的溫度為400?600°C。對銅板進(jìn)行預(yù)熱的目的是減少澆注時(shí) 銅鋅之間的溫度差；銅板的預(yù)熱溫度若太低，則達(dá)不到預(yù)熱的效果；若太高，會(huì)導(dǎo)致表面氧 化嚴(yán)重，阻礙擴(kuò)散，不利于冶金結(jié)合。[0010]步驟3)中所述銅板在預(yù)熱前經(jīng)過表面處理。[0011]所述表面處理是使銅板依次經(jīng)過打磨、堿洗、水洗、酸洗、水洗、酒精清洗處理。[0012]步驟3)中所述軋制的軋輥壓下量為20%?50%。[0013]步驟3)中所述軋制速度為50?100mm/min。[0014]一種實(shí)現(xiàn)上述制備方法的復(fù)合板帶連鑄裝置，包括坩堝、振動(dòng)制漿裝置、導(dǎo)熱輥和 軋制裝置，所述坩堝的底部設(shè)有出液口，該出液口與振動(dòng)制漿裝置的液體進(jìn)口相連通，所述 振動(dòng)制漿裝置的漿料出口向連鑄方向傾斜；所述導(dǎo)熱輥位于振動(dòng)制漿裝置的漿料出口的下 方，用于使底板盛接來自振動(dòng)制漿裝置的漿料出口的漿料；所述導(dǎo)熱輥和軋制裝置沿連鑄方向依次排列的。
[0015]所述坩堝內(nèi)設(shè)有控制出液口開閉的塞棒。
[0016]復(fù)合板帶連鑄裝置，采用振動(dòng)制漿裝置與傳統(tǒng)的連鑄裝置相耦合，快速制備出符合要求的優(yōu)質(zhì)半固態(tài)漿料，實(shí)現(xiàn)了半固態(tài)-固態(tài)的金屬復(fù)合和復(fù)合板帶的連續(xù)生產(chǎn)，極大地提高了復(fù)合板帶的生產(chǎn)效率，操作簡單方便，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0017]本發(fā)明的銅鋅復(fù)合板帶的制備方法，將鋅液先制成半固態(tài)的漿料，再與固態(tài)銅在壓力條件下冶金復(fù)合，降低鋅液的澆注溫度，進(jìn)行半固態(tài)澆注，有效減少銅鋅之間的溫度差，銅鋅擴(kuò)散緩慢，容易形成銅鋅固溶體，最終形成冶金結(jié)合而不形成金屬間化合物；縮短銅鋅固/液界面達(dá)到熱平衡時(shí)所需的時(shí)間，銅板升溫到熱平衡溫度所需吸收的熱量減少，鋅液在凝固時(shí)釋放的能量減少，降低銅鋅擴(kuò)散速率并且縮短擴(kuò)散時(shí)間，結(jié)合界面層容易形成固溶體，形成的結(jié)合界面層比較薄，厚度低于?ο μ m ;解決了直接將鋅液與銅板進(jìn)行復(fù)合時(shí)造成的結(jié)合界面層較厚、復(fù)合板強(qiáng)度低的問題；大大提高復(fù)合板帶的強(qiáng)度；另外，半固態(tài)金屬加工技術(shù)能與近凈加工技術(shù)相接軌，能生產(chǎn)高質(zhì)量、該精度、機(jī)械性能良好的復(fù)雜零部件毛坯。
[0018]本發(fā)明的銅鋅復(fù)合板帶的制備方法，解決了銅鋅復(fù)合生產(chǎn)環(huán)境差、工藝流程長、效率低等問題，明顯改善了銅鋅復(fù)合板帶的冶金結(jié)合質(zhì)量；有效提高銅鋅復(fù)合板帶的強(qiáng)度，并且實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為實(shí)施例1所用的復(fù)合板帶連鑄裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】`對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]本實(shí)施例的銅鋅復(fù)合板帶的制備方法，包括下列步驟:
[0023]I)將鋅錠去除表面雜質(zhì)后，在480°C條件下進(jìn)行熔煉，形成鋅液；
[0024]2)將步驟I)所得鋅液制成半固態(tài)的漿料；
[0025]3)將經(jīng)過表面處理的銅板在400°C條件下預(yù)熱，將步驟2)所得漿料澆注在預(yù)熱后的銅板上，經(jīng)壓下量為50%的軋輥軋制，軋制速度為75mm/min，即得。
[0026]本實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)上述制備方法的復(fù)合板帶連鑄裝置，如圖1所示，包括坩堝1、振動(dòng)制漿裝置9、導(dǎo)熱輥8和軋制裝置5，所述坩堝I的底部設(shè)有出液口，該出液口與振動(dòng)制漿裝置9的液體進(jìn)口相連通，所述振動(dòng)制漿裝置9的漿料出口向連鑄方向傾斜；所述導(dǎo)熱輥8位于振動(dòng)制漿裝置9的漿料出口的下方，用于使底板盛接來自振動(dòng)制漿裝置的漿料出口的漿料4 ;所述導(dǎo)熱輥8和軋制裝置5沿連鑄方向依次排列的。所述坩堝I內(nèi)設(shè)有控制出液口開閉的塞棒2。
[0027]本實(shí)施例的復(fù)合板帶連鑄裝置，工作時(shí)，如圖1所示，將除去表面雜質(zhì)的鋅錠放入坩堝I中，在480°C條件下進(jìn)行熔煉，形成鋅液3 ;打開塞棒2，鋅液3流入振動(dòng)制漿裝置9，形成半固態(tài)的漿料4 ;通過振動(dòng)制漿裝置4的漿液出口，將半固態(tài)的漿料4澆注在經(jīng)預(yù)熱輥8預(yù)熱后的銅板7上，經(jīng)軋制裝置5軋制后拉出，即得銅鋅復(fù)合板帶6。[0028]實(shí)施例2[0029]本實(shí)施例的銅鋅復(fù)合板帶的制備方法，包括下列步驟:[0030]I)將鋅錠去除表面雜質(zhì)后，在420°C條件下進(jìn)行熔煉，形成鋅液；[0031]2)將步驟I)所得鋅液制成半固態(tài)的漿料；[0032]3)將經(jīng)過表面處理的銅板在500°C條件下預(yù)熱，將步驟2)所得漿料澆注在預(yù)熱后的銅板上，經(jīng)壓下量為35%的軋輥軋制，軋制速度為100mm/min，即得。[0033]本實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)上述制備方法的復(fù)合板帶連鑄裝置同實(shí)施例1。[0034]實(shí)施例3[0035]本實(shí)施例的銅鋅復(fù)合板帶的制備方法，包括下列步驟:[0036]I)將鋅錠去除表面雜質(zhì)后，在450°C條件下進(jìn)行熔煉，形成鋅液；[0037]2)將步驟I)所得鋅液制成半固態(tài)的漿料；[0038]3)將經(jīng)過表面處理的銅板在600°C條件下預(yù)熱，將步驟2)所得漿料澆注在預(yù)熱后的銅板上，經(jīng)壓下量為20%的軋輥軋制，軋制速度為50mm/min，即得。[0039]本實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)上述制備方法的復(fù)合板帶連鑄裝置同實(shí)施例1。[0040]實(shí)驗(yàn)例[0041]本實(shí)驗(yàn)例對實(shí)施例1~3所得銅鋅復(fù)合板帶進(jìn)行檢測，并與對比例進(jìn)行比較， 結(jié)果如表1所示。其中，對比例為直接將液態(tài)鋅與銅板進(jìn)行復(fù)合的方法所得銅鋅復(fù)合板 (液-固)。[0042]表1實(shí)施例1~3所得銅鋅復(fù)合板帶檢測結(jié)果[0043]
【權(quán)利要求】
1.一種銅鋅復(fù)合板帶的制備方法，其特征在于:包括下列步驟: 1)將鋅錠去除表面雜質(zhì)后，在420?480°C條件下進(jìn)行熔煉，形成鋅液； 2)將步驟I)所得鋅液制成半固態(tài)的漿料； 3)將步驟2)所得漿料澆注在預(yù)熱后的銅板上，軋制拉出，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅復(fù)合板帶的制備方法，其特征在于:步驟3)中所述預(yù)熱的溫度為400?600°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅復(fù)合板帶的制備方法，其特征在于:步驟3)中所述銅板在預(yù)熱前經(jīng)過表面處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅鋅復(fù)合板帶的制備方法，其特征在于:所述表面處理是使銅板依次經(jīng)過打磨、堿洗、水洗、酸洗、水洗、酒精清洗處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅復(fù)合板帶的制備方法，其特征在于:步驟3)中所述軋制的軋輥壓下量為20%?50%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅復(fù)合板帶的制備方法，其特征在于:步驟3)中所述軋制速度為50?100mm/min。
【文檔編號】B21B1/46GK103551384SQ201310485338
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】周志紅, 趙培峰, 張亞, 李紅霞, 宋克興, 張學(xué)賓, 賈淑果, 周延軍, 張彥敏, 國秀花 申請人:河南科技大學(xué)